ATEX-Richtlinie – Beispiel einer praktischen Umsetzung

Diesen Artikel teilen:

Die ATEX-Direktive definiert die Rechtsvorschriften für Produkte, welche innnerhalb der Europäischen Union in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Sie umfasst die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU sowie die ATEX-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG und betrifft damit sowohl Produzenten als auch Anwender entsprechender Geräte und Komponenten. Wir haben uns schon einmal damit auseinandergesetzt und hierbei die Theorie in den Vordergrund gestellt. Jetzt möchten wir daher am Beispiel einer elastischen Klauenkupplung die praktische Umsetzung dieser Norm etwas näher erläutern.

Diese ATEX-Richtlinie legt in Abhängigkeit von der Gerätegruppe und der Gerätekategorie fest, wie bei der Bewertung eines Aggregates bzw. einer Komponente vorzugehen ist. Im Extremfall muss eine EG-Baumusterprüfung beantragt werden, die spezifische Qualitätssicherungsmaßnahmen in der Fertigung sowie die spezifische Prüfung der hergestellten Produkte erfordert.

Aber auch die Erklärung der Konformität der Bauart mit der europäischen Richtlinie kann im Einzelfall ausreichend sein. Jedes europäische Land ist verpflichtet diese Richtlinie landesspezifisch umzusetzen, was mit Hilfe von sog. harmonisierten Normen und technischen Regelwerken erfolgt.

Was ist bei einer elastischen Klauenkupplung ATEX-relevant?

Gemäß der Richtlinie ist die Klauenkupplung nicht als Gerät, sondern als Komponente klassifiziert, wodurch sich der erforderliche Bewertungsaufwand reduziert. Was bleibt, ist die konsequente Risikobewertung mit Fokus auf eine Zündgefahrenbewertung mit dem Ziel, den sogenannten "Explosionslevel" zu bestimmen.

Dazu müssen Sie sich alle länderspezifischen Normen und Regelwerte ansehen, um zu prüfen, ob das Produkt, in diesem Fall also die elastische Klauenkupplung, konform zu oder abweichend von den Vorgaben dieser Normen ist.

Beispiel: Zündgefahren-Bewertung einer elastischen Kupplung

Führen wir dazu ein kleines Gedankenspiel durch, das im Rahmen der ATEX-Norm den Umfang einer Zündgefahren-Bewertung einer elastischen Klauenkupplung umschreibt. Nachfolgend möchten wir hier eine der Zündquellen im Detail näher betrachten:

Grundsätzlich soll hier bewertet werden, ob durch den vorgesehenen Betrieb der elastischen Kupplung ein zündfähiger Funke entsteht bzw. entstehen kann. Ein Funke kann z.B. durch die elektrostatische Entladung eines zuvor elektrostatisch aufgeladenen Teils der Kupplung entstehen.

Eine elektrostatische Aufladung entsteht durch Oberflächenreibung, wobei das Aufladungspotential vom Werkstoff und seiner Leitfähigkeit abhängig ist. Je höher der elektrische Widerstand – also je geringer die elektrische Leitfähigkeit – desto eher besteht die Neigung zu einer elektrostatischen Aufladung.

Leitwiderstand des Werkstoffes

In jeder länderspezifischen Norm ist festgelegt, ab welchem Leitwiderstand der Werkstoff als isolierend und somit als nichtleitend eingestuft wird. Der drehmomentübertragende Zahnkranz der elastischen Kupplung besteht z.B. aus einem nichtleitfähigen Werkstoff und kann daher durch aufeinander abgleitende Oberflächen aufgeladen werden.

Dass die Oberflächen innerhalb einer Kupplung aufeinander abgleiten ist zwar nicht vorgesehen, kann aber bei einer Überschreitung der Ausrichtwerte beim Betrieb einer Kupplung nicht ausgeschlossen werden. Ein somit hervorsehbares Ereignis, das eine mögliche Zündgefahr darstellt, muss hinsichtlich einer Konformität zur EG Richtlinie eingehender geprüft werden.

Ladefähigkeit des Zahnkranzes

Hier ist zunächst die elektrische Ladefähigkeit des Zahnkranzes zu messen und mit einem, in einem technischen Regelwerk (z.B. IEC/TS 60079-32-1:2013) ausgewiesenen Grenzwert gegenzuprüfen. Wird auch dieser Wert überschritten, verfügt der Zahnkranz über die Möglichkeit aufgeladen zu werden und elektrische Ladungen in Form von Funken abzugeben.

Damit ist aber noch nicht abgeklärt, ob die Funken über das Energiepotential zur Zündung eines Gases oder Staubes verfügen. Das Energiepotential ist abhängig von der Größe der zum Zündgemisch hin freien Fläche des nichtleitenden Werkstoffes.

Erst wenn die projizierte Fläche der aufladbaren Oberfläche eine in den harmonisierten Normen (EN ISO 80079-36) festgelegte Größe überschreitet, ist weiterhin im Labor der elektrostatische Ladungstransfer (sog. "charge transfer") und damit die Mindestzündladung zu ermitteln. Mit der Mindestzündladung kann die Zündempfindlichkeit eines Mediums gegenüber Entladungen statischer Elektrizität beschrieben werden und damit die explosionstechnische Bewertung gemäß ATEX erfolgen.

Zusammenfassung

Um die elektrostatisch bedingte Zündgefahr einer elastischen Klauenkupplung im Rahmen der ATEX-Norm zu bewerten, sind folgende Analyseschritte zu durchlaufen:

  • Die Größe der projizierten Fläche des elektrostatisch aufladbaren elastischen Zahnkranzes ist zu ermitteln.
  • Nur wenn die Grenzfläche überschritten ist, ist der Oberflächenwiderstand des elastischen Zahnkranzes zu messen und die Einstufung als isolierend oder nicht isolierend vorzunehmen.
  • Nur wenn der elastische Zahnkranz isolierend wirkt, ist eine Aufladungsmessung und die Bestimmung des Ladungstransfers vorzunehmen.
  • Als Letztes erfolgt unter Beachtung des Ladungstransfers die Explosionstechnische Bewertung für die in der Norm definierten Explosionsgruppen.

In der Praxis kann das bedeuten, das bei einer Kupplungsbauart bis zu einer bestimmten Größe die Beurteilung der elektrostatischen Aufladung nicht notwendig ist und diese Vorschrift in einer der Normen mit der Berechnung der projizierten Fläche ausreichend bewertet wurde.

Dieses Beispiel soll aufzeigen, dass auf dem Weg zur Konformitätserklärung gemäß der europäischen Richtlinie 2014/34/EU auch bei einem Kriterium wie der Beurteilung der elektrostatischen Aufladbarkeit gemäß ATEX viele Prüfpunkte abzuarbeiten sind.

 

New Call-to-action


Kommentieren